【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于检测可围绕转动轴线转动的本体的转动运动的感应式传感器装置。
技术介绍
1、从现有技术中已知借助于来自至少两个单独角度的游标计算来计算转向角的在多层完整机械旋转期间的单义的绝对角度。在此，机械地减低角度中的至少一个。这意味着，随着轴机械旋转一圈，单独角度旋转小于360度。这通常借助于磁传感器实现。例如，因此，从de 10 2010 063 845a1中例如已知一种用于确定可转动的本体、即例如机动车辆中的转向柱的转动角度的磁性角度传感器以及可以在所述角度传感器中使用的齿轮。对由齿轮产生的磁场应当由磁场传感器在其取向方面进行探测。在此，主齿轮位于要记录其转动运动的轴上，并且至少一个其他齿轮在所述轴旁边位于径向偏移的转动轴线上。
2、从de 10 2020 205 202 a1中已知一种感应式角度测量装置，其具有带有多个印制导线组的标尺元件和扫描元件，扫描元件具有激励器轨道和带有至少两个接收器印制导线的接收器轨道，其中接收器印制导线具有正弦行的走向。扫描元件被设计为多层的电路板，并且用于扫描标尺元件。扫描元件具有带有四个接收器印制导线的外部接收器轨道和带有四个接收器印制导线的一个内部的接收器轨道以及三个激励器轨道。外部的接收器轨道的接收器印制导线径向设置在外部的激励器轨道和中间的激励器轨道之间。内部的接收器轨道的接收器印制导线设置在中间的激励器轨道和内部的激励器轨道之间。此外，接收器印制导线在具有通孔的不同的平面上伸展。接收器印制导线沿着测量方向相对于彼此偏移。标尺元件由基板构成，基板例如由环氧树脂制成
技术实现思路
1、具有根据本专利技术的特征的、用于检测可围绕转动轴线转动的本体的转动运动的感应式传感器装置具有以下优点：通过将可转动的本体围绕转动轴线的转动运动以预设的传递比同轴地传递到至少一个耦合设备上的方式，可以对本体的数次旋转中的转动角度进行游标计算。由此，可以避免可转动的本体和至少一个耦合设备的转动轴线的径向偏移，并且可以节省结构空间。另外，通过至少两个接收结构的同心设置可以最佳地利用传感器装置的结构空间，或者代替此甚至可以节约结构空间。这尤其借助根据本专利技术的感应式传感器装置的实施方式是可行的，因为与用于磁传感器装置的典型磁体相比，感应式传感器装置的至少一个耦合设备可以在内部是中空的，以便为应当检测其转动运动的可转动的本体实现馈通。
2、特别地，在感应式传感器装置的至少一个电子评估和控制单元中，与磁性或混合传感器装置相比，可以显著地节省成本，因为另外用于确定绝对转动角度的信号由相同的电路处理，进而可以在至少一个评估和控制单元的模拟部分中执行多路复用。因此，例如，不需要在两个评估和控制单元中多重构建电路块来从两个测量信号中计算角度。
3、另外，感应测量的使用带来了成本优势，因为相同的测量原理在已经从现有技术中已知的asic模块(asic：专用集成电路)中使用，并且asic模块在根据本专利技术的感应式传感器装置的实施方式中可用作评估和控制单元。还存在如下可行性：在相同的asic模块中实现游标转向角度和有效转矩的计算，这降低了对应的控制设备的复杂性并且减少了在控制设备中的导线和通信接口的数目。
4、本专利技术的实施方式提供一种用于检测可围绕转动轴线转动的本体的转动运动的感应式传感器装置，其具有至少两个能够围绕转动轴线转动的耦合设备和至少一个测量值检测设备，测量值检测设备包括多层的电路载体，电路载体具有至少一个激励结构和至少两个接收结构，接收结构分别与至少两个耦合设备中的一个耦合设备相关联。至少一个激励结构与至少一个振荡电路耦合，振荡电路在运行期间将至少一个周期性的交变信号耦合输入到至少一个激励结构中。至少两个耦合设备被设计用于：分别影响在至少一个激励结构和相关联的接收结构之间的感应耦合。至少一个传递设备被设计用于：将可转动的本体围绕转动轴线的转动运动以预设的传递比同轴地传递到至少两个耦合设备的至少一个第一耦合设备上，使得至少第一耦合设备围绕转动轴线以与可转动的本体不同的转速来转动。在此，至少两个接收结构中的接收结构中的至少两个被同心地设置在电路载体上而没有显著的重叠。至少一个评估和控制单元被设计用于：评估在至少两个接收结构中感应的信号，至少两个接收结构提供该信号作为至少两个不同的测量信号，测量信号代表关于本体的转动运动的信息。
5、原则上，根据本专利技术的感应式传感器装置的实施方式可以用于大于360度的所有类型的角度测量。为了计算游标需要第二角度信息，第二角度信息或者通过直接施加在可转动的本体上的另一耦合设备或者通过施加在另一传递设备上的另一耦合设备和所属的接收结构来测量。在直接设置在可转动的本体上的情况下，耦合设备的转速相对于可转动的本体的转速不降低或升高。替代地，在设置在另一传递设备上的情况下，另一耦合设备的转速相对于可转动的本体的转速降低或升高，其中所使用的传递设备的传递比彼此不同。特别地，在组合的感应式的转向角度和转矩传感器的情况下可以使用总共至少三个耦合设备和接收结构，其中两个耦合设备为了测量转矩可以直接设置在可转动运动的本体上并且一个耦合设备可以设置在传递设备。
6、替代地，根据本专利技术的感应式传感器装置的实施方式可以借助仅两个耦合设备和仅两个接收结构通过机械地减小或升高耦合设备以确定转向角度。在此，两个接收结构同心设置，没有任何显著的重叠。
7、在此，可以将评估和控制单元理解为准备或处理或评估检测到的传感器信号的电组件或电路。评估和控制单元可以优选地被设计为asic模块(asic：专用集成电路)。评估和控制单元可以具有至少一个接口，接口可以以硬件和/或软件构成。例如，在硬件构成的情况下，接口可以是asic模块的一部分。然而，接口也可以是自身的集成电路或者至少部分地由分立器件构成。在软件构成的情况下，接口可以例如是与其他软件模块并行存在于微控制器上的软件模块。
8、下面可以将激励结构理解为具有预设匝数的发送线圈，发送线圈发送由至少一个振荡电路耦合输入的交变信号。优选地，至少一个接收结构可以具有至少一个接收线圈，接收线圈具有周期性重复的环结构。在此，接收线圈的环结构的周期性区别在于不同的接收结构。
9、通过下文列出的措施和改进形式，可以对以上说明的感应式传感器装置进行有利的改进。
10、特别有利的是，至少一个激励结构和至少两个接收结构可以同心地设置。至少一个激励结构和至少两个接收结构可以优选地同心地设置在电路载体上，而没有任何显著的重叠。例如，因此可以将与第一耦合设备相关联的至少一个第一接收结构径向地设置在至少一个激励结构之外，并且将至少一个另外的接收结构径向地设置在电路载体上的至少一个激励结构之内。这在改进emv鲁棒性(emv：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于检测能够围绕转动轴线(DA)转动的本体(3)的转动运动的感应式传感器装置(1)，所述感应式传感器装置具有能够围绕所述转动轴线(DA)转动的至少两个耦合设备(5)和至少一个测量值检测设备(10)，所述测量值检测设备包括多层的电路载体(7)，所述电路载体具有至少一个激励结构(12)和至少两个接收结构(14)，所述接收结构分别与所述至少两个耦合设备(5)中的一个耦合设备相关联，其中所述至少一个激励结构(12)与至少一个振荡电路(26)耦合，所述振荡电路在运行期间将至少一个周期性的交变信号(WS1，WS2)耦合输入到所述至少一个激励结构(12)中，其中所述至少两个耦合设备(5)被设计用于：分别影响在所述至少一个激励结构(12)和相关联的所述接收结构(14)之间的感应耦合，其中至少一个传递设备(30)被设计用于：将能够转动的所述本体(3)围绕所述转动轴线(DA)的所述转动运动以预设的传递比同轴地传递到所述至少两个耦合设备(5)的至少一个第一耦合设备(5A1，5A2)上，使得至少所述第一耦合设备(5A1，5A2)围绕所述转动轴线(DA)以与能够转动的所述本体(3)不同的转速来转动
2.根据权利要求1所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少一个激励结构(12)和所述至少两个接收结构(14)同心地设置。
3.根据权利要求2所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少一个激励结构(12)和所述至少两个接收结构(14)同心地设置在所述电路载体(7)上而没有显著重叠。
4.根据权利要求3所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，与所述第一耦合设备(5A1，5A2)相关联的至少一个第一接收结构(14A)径向地设置在所述电路载体上的所述至少一个激励结构(12)之外，并且至少一个另外的接收结构(14B，14C)径向地设置在所述电路载体(7)上的所述至少一个激励结构(12)之内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少一个传递设备(30)被设计为行星变速器(30A)或齿轮系统。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少两个耦合设备(5)分别具有多个导电的耦合段(5.1)，所述导电的耦合段限定在所述至少两个接收结构(14)中感应的信号的周期性。
7.根据权利要求6所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述第一耦合设备(5A1，5A2)被设计为齿盘并且朝向所述电路载体(7)的第一侧(7.1)，其中所述导电的耦合段(5.1)被设计为齿并且通过凹陷部彼此分离。
8.根据权利要求7所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述第一耦合设备(5A1，5A2)的所述导电的耦合段(5.1)经由内部的短路环(5.2A)彼此连接或经由外部的短路环(5.2B)彼此连接。
9.根据权利要求8所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，分别将至少一个径向切口引入到所述第一耦合设备(5A1，5A2)的所述导电的耦合段(5.1)中，所述径向切口分离所述内部的短路环(5.2A)或所述外部的短路环(5.2B)。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，第二耦合设备(5B)和第三耦合设备(5C)分别被设计为转子，所述转子具有构成为翼部的导电的耦合段(5.1)，其中两个所述耦合设备(5B，5C)的所述导电的耦合元件(5.1)的数目不同，并且其中所述第二耦合设备(5B)朝向所述电路载体(7)的第一侧(7.1)，并且所述第三耦合设备(5C)朝向所述电路载体(7)的第二侧(7.2)。
11.根据权利要求10所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，与两个所述耦合设备(5B，5C)相关联的接收结构(14B，14C)被设置在所述电路载体(7)的多个不同层中并且至少部分地重叠。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少两个接收结构(14)分别具有至少一个带有周期性重复的环结构的接收线圈。
13.根据权利要求12所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少两个接收结构(14)的相应的第一接收线圈构成正弦通道，...
【技术特征摘要】
1.一种用于检测能够围绕转动轴线(da)转动的本体(3)的转动运动的感应式传感器装置(1)，所述感应式传感器装置具有能够围绕所述转动轴线(da)转动的至少两个耦合设备(5)和至少一个测量值检测设备(10)，所述测量值检测设备包括多层的电路载体(7)，所述电路载体具有至少一个激励结构(12)和至少两个接收结构(14)，所述接收结构分别与所述至少两个耦合设备(5)中的一个耦合设备相关联，其中所述至少一个激励结构(12)与至少一个振荡电路(26)耦合，所述振荡电路在运行期间将至少一个周期性的交变信号(ws1，ws2)耦合输入到所述至少一个激励结构(12)中，其中所述至少两个耦合设备(5)被设计用于：分别影响在所述至少一个激励结构(12)和相关联的所述接收结构(14)之间的感应耦合，其中至少一个传递设备(30)被设计用于：将能够转动的所述本体(3)围绕所述转动轴线(da)的所述转动运动以预设的传递比同轴地传递到所述至少两个耦合设备(5)的至少一个第一耦合设备(5a1，5a2)上，使得至少所述第一耦合设备(5a1，5a2)围绕所述转动轴线(da)以与能够转动的所述本体(3)不同的转速来转动，其中所述至少两个接收结构(14)中的所述接收结构(14)中的至少两个被同心地设置在所述电路载体(7)上而没有显著的重叠，其中至少一个评估和控制单元(20)被设计用于：评估在所述至少两个接收结构(14)中感应的信号，所述至少两个接收结构(14)提供所述信号作为至少两个不同的测量信号(ms1，ms2，ms3)，所述测量信号代表关于所述本体(3)的所述转动运动的信息。
2.根据权利要求1所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少一个激励结构(12)和所述至少两个接收结构(14)同心地设置。
3.根据权利要求2所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少一个激励结构(12)和所述至少两个接收结构(14)同心地设置在所述电路载体(7)上而没有显著重叠。
4.根据权利要求3所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，与所述第一耦合设备(5a1，5a2)相关联的至少一个第一接收结构(14a)径向地设置在所述电路载体上的所述至少一个激励结构(12)之外，并且至少一个另外的接收结构(14b，14c)径向地设置在所述电路载体(7)上的所述至少一个激励结构(12)之内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少一个传递设备(30)被设计为行星变速器(30a)或齿轮系统。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述至少两个耦合设备(5)分别具有多个导电的耦合段(5.1)，所述导电的耦合段限定在所述至少两个接收结构(14)中感应的信号的周期性。
7.根据权利要求6所述的感应式传感器装置(1)，其特征在于，所述第一耦...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·康茨，M·克莱恩克内希特，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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